过程参数的检测与变送课件

第第2 2章章 过程参数检测与变送过程参数检测与变送本章要点本章要点1 1）了解参数检测的意义、检测仪表的基本构成及仪）了解参数检测的意义、检测仪表的基本构成及仪表的统一信号标准；表的统一信号标准；2 2）了解检测误差的概念、熟悉仪表的性能以及零点）了解检测误差的概念、熟悉仪表的性能以及零点迁移与量程调整的确定与计算；迁移与量程调整的确定与计算；3 3）熟悉变送器的构成原理、信号传输与接线方式；）熟悉变送器的构成原理、信号传输与接线方式；4 4）了解温度检测方法、熟悉温度变速器的工资原理、）了解温度检测方法、熟悉温度变速器的工资原理、掌握其使用方法；掌握其使用方法；5 5）掌握压力、流量、物位等检测仪表的工作原理与掌握压力、流量、物位等检测仪表的工作原理与使用方法，熟悉压力变送器的工作原理及使用特使用方法，熟悉压力变送器的工作原理及使用特点；点；6 6）熟悉智能式变送器的特点及硬件构成；）熟悉智能式变送器的特点及硬件构成；2.1 2.1 参数检测与变送参数检测与变送概述概述检测的重要意义检测的重要意义2.1.1 2.1.1 检测仪表检测仪表1.传感器传感器 国标国标GB7665-87规定：规定：“能感受规定的被测量能感受规定的被测量 并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置，并按照一定的规律将其转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成通常由敏感元件和转换元件组成”。2.变送器变送器 将输出信号变成统一标准信号的传感器。将输出信号变成统一标准信号的传感器。统一标准信号即各仪表之间的通信协议：统一标准信号即各仪表之间的通信协议：010mA、02V、20100kPa;420mA、15V数字信号。数字信号。组成框图（图组成框图（图21）2.1.2 2.1.2 检测误差检测误差检测误差检测误差 （3 3）相对误差）相对误差）相对误差）相对误差（或标称相对误差（或标称相对误差（或标称相对误差（或标称相对误差 ）1.1.检测误差的描述检测误差的描述检测误差的描述检测误差的描述 检测误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真值检测误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真值检测误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真值检测误差是指检测仪表的测量值与被测物理量的真值之间的差值，它反映了仪表的检测精度之间的差值，它反映了仪表的检测精度之间的差值，它反映了仪表的检测精度之间的差值，它反映了仪表的检测精度（1 1 1 1）真值）真值）真值）真值 即被测物理量的真实（或客观）取值。即被测物理量的真实（或客观）取值。即被测物理量的真实（或客观）取值。即被测物理量的真实（或客观）取值。在当前现行的在当前现行的在当前现行的在当前现行的检测体系中，是将检测体系中，是将检测体系中，是将检测体系中，是将“认定设备认定设备认定设备认定设备”的检测结果作为真值。的检测结果作为真值。的检测结果作为真值。的检测结果作为真值。（2 2）绝对误差）绝对误差 仪表的实测值与仪表的实测值与“真值真值”之差之差 记为记为记为记为绝对误差不能说明检测精度绝对误差不能说明检测精度绝对误差不能说明检测精度绝对误差不能说明检测精度（4 4）引用误差）引用误差）引用误差）引用误差 记为记为记为记为 （5 5）基本误差）基本误差）基本误差）基本误差 使用标准使用标准使用标准使用标准:220V5220V5、（、（、（、（502502）HzHz、（、（、（、（205205）、656555通常，各国（或国际组织）将其法定计量机构的专用设备作为认定设备，它通常，各国（或国际组织）将其法定计量机构的专用设备作为认定设备，它通常，各国（或国际组织）将其法定计量机构的专用设备作为认定设备，它通常，各国（或国际组织）将其法定计量机构的专用设备作为认定设备，它的检测精度在这个国家（或国际组织）内被认为是最高的。显而易见，用这的检测精度在这个国家（或国际组织）内被认为是最高的。显而易见，用这的检测精度在这个国家（或国际组织）内被认为是最高的。显而易见，用这的检测精度在这个国家（或国际组织）内被认为是最高的。显而易见，用这种方法确定的种方法确定的种方法确定的种方法确定的“真值真值真值真值”称为称为称为称为“约定真值约定真值约定真值约定真值”。（6 6 6 6）附加误差）附加误差）附加误差）附加误差（温度附加、频率附加、电源电压附加）（温度附加、频率附加、电源电压附加）（温度附加、频率附加、电源电压附加）（温度附加、频率附加、电源电压附加）2.2.检测误差的规律性检测误差的规律性（1 1）系统误差）系统误差 对同一被测参数进行多次重复测量时，对同一被测参数进行多次重复测量时，按一定规律出现的误差。按一定规律出现的误差。克服系统误差的办法克服系统误差的办法：负反馈结构：负反馈结构（2）随机误差或统计误差）随机误差或统计误差：统计计算、滤波消除：统计计算、滤波消除 （3 3）粗大误差）粗大误差（疏忽误差）：剔除（疏忽误差）：剔除2.1.3 2.1.3 检测仪表的基本特性检测仪表的基本特性1.1.仪表的固有特性及性能指标仪表的固有特性及性能指标（1 1）精确度及其等级精确度及其等级1 1）不能用绝对误差或相对误差表示）不能用绝对误差或相对误差表示?2）用最大引用误差度量？（量程、最大绝对误差）用最大引用误差度量？（量程、最大绝对误差）度量办法度量办法：去掉最大引用误差中的：去掉最大引用误差中的“”和和“”表示：表示：0.001、0.005、0.02、0.05、0.1、0.2、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5。（2 2）非线性误差非线性误差图示（图示（2 22 2）计算：计算：（3 3）变差：正、反行程测量时的变差：正、反行程测量时的最大差值与量程之比的百分数最大差值与量程之比的百分数计算：计算：（4 4）灵敏度与分辨力 计算分辨力又称灵敏限：仪表输出能响应和分辨分辨力又称灵敏限：仪表输出能响应和分辨输入的最小变化量，数字显示仪表变化一个输入的最小变化量，数字显示仪表变化一个二进制最低有效位时输入的最小变化量二进制最低有效位时输入的最小变化量（5 5）漂移漂移 时漂与温漂时漂与温漂（6 6）动态误差动态误差2.2.检测仪表的工作特性检测仪表的工作特性适应参数测量和系统运行的需要具有的输入适应参数测量和系统运行的需要具有的输入/输出特性输出特性（1 1）理想工作特性：理想工作特性：（2 2）零点调整与迁移零点调整与迁移使输入下限值为零的过程称为零使输入下限值为零的过程称为零点调整，否则为零点迁移。点调整，否则为零点迁移。零点迁移前后的输入零点迁移前后的输入/输出特性输出特性(3)(3)量程调整量程调整量程是指与检测仪表规定量程是指与检测仪表规定的输出范围相对应的输入的输出范围相对应的输入范围范围量程调整是指在零点不量程调整是指在零点不变时将输出上限值与输变时将输出上限值与输入上限值相对应入上限值相对应量程调整前后的输入量程调整前后的输入/输出特性输出特性实例实例 某测温仪表的量程为某测温仪表的量程为0 0500500，输出信号为输出信号为4 420mA20mA ，现欲测量现欲测量20020010001000应如何调整？应如何调整？2.1.4 2.1.4 变送器的构成原理变送器的构成原理1.1.模拟式变送器的构成（图模拟式变送器的构成（图2 29 9）1 1）原理说明原理说明2)2)输入输入/输出关系输出关系理想线性特性理想线性特性 2.2.数字式变送器的构成原理（基于数字式变送器的构成原理（基于CPUCPU的硬件电路、的硬件电路、系统程序和功能模块的软件系统程序和功能模块的软件）（1 1）数字式变送器的数字式变送器的硬件构成（图硬件构成（图2 21010）（2 2）软件构成软件构成系统程序：硬件管理，其基本功能为模系统程序：硬件管理，其基本功能为模/数转换、数据通讯、数转换、数据通讯、自检；功能模块：组态功能。自检；功能模块：组态功能。2.1.5 2.1.5 变送器的信号传输方式变送器的信号传输方式1.1.四线制和二线制方式（图四线制和二线制方式（图2 21111）二线制满足的条件：2.HART2.HART（Highway Addressable Transduce)Highway Addressable Transduce)协议传输方式协议传输方式图图2 212 12 模拟信号和基于频移键控（模拟信号和基于频移键控（FSK)FSK)的叠加的叠加传输速率为传输速率为1200bit/s1200bit/s2.2 2.2 温度的检测与变送温度的检测与变送2.2.1温度检测方法一、接触式测温1、热电阻热电阻及其测温原理基于热阻效应，测温元件测温原理测温范围/主要特点热电偶热电效应01600测温范围广，测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；需进行冷端温度补偿，低温测量精度低。铂电阻热阻效应200600测温范围广，测量精度高，便于远距离、多点、集中检测和自动控制，应用广泛；不能测高温。铜电阻50150半导体热敏电阻50150灵敏度高，体积小，结构简单，使用方便；互换性较差，测量范围有一定限制。常用测温元件1)1)金属热电阻的测温金属热电阻的测温,计算：热电阻名称分度号0时阻值()测温范围（）特点铜电阻Cu50500.0550150线性好，价格低，适用于无腐蚀性介质Cu1001000.1铂电阻Pt50500.003-200500精度高，价格贵，适用于中性和氧化性介质，但线性度差Pt1001000.006常用热电阻常用热电阻工业常用热电阻的分度表工业常用热电阻的分度表附表A 附表A-1 铂热电阻（分度号Pt100）分度表（，）温度温度/00102030405060708090电阻值电阻值 200100018496025100056199606521192164800882243378427397180313553763231327233270268332280643001002003004005006007008001000013850175842120224704280903135934513375511039014229179512155725048284223168034822378481077914606183172191225390287533199935130381451116714982186322226525732290833231835437384401155415358190452261726072294113263535742387341194015731194072296726411297393295136047390261232416104197692331726749300653326636350127071647620129236652708630391335793665213089168462048824013274223071533892369531347017216208452435927756310383420337252附表附表A-2 A-2 铜热电阻（分度号铜热电阻（分度号Cu50)Cu50)分度表（分度表（R0=50.00 R0=50.00 0 0。004280004280）温度温度/00102030405060708090 电阻值 0 050.0050.0047.8552.1445.7054.2843.5556.4241.4058.5639.2460.70-62.84-64.98-67.12-69.2610071.4073.5475.6877.8379.9882.13-2)2)半导体热敏电阻的测温半导体热敏电阻的测温计算：温度系数温度系数：温度变化：温度变化11时电阻值的相对变化量。时电阻值的相对变化量。计算：负温度系数负温度系数：NTCNTC型；正温度系数：型；正温度系数：PTCPTC型；临界：型；临界：CRTCRT型型热敏电阻的温度特性（图热敏电阻的温度特性（图2 21313）优点：优点：温度系数大；温度系数大；缺点：缺点：互换性差，非线性严重，互换性差，非线性严重，测温范围低：测温范围低：5050300300。适用于家电和汽车的测温。适用于家电和汽车的测温。（2 2）热电阻的接线方式（图热电阻的接线方式（图2 21414）a)用于测量精度不高的场合用于测量精度不高的场合b)电桥平衡，与导线电阻无关C C）用于高精度的温度测量，如用用于高精度的温度测量，如用内阻很高的电子电位差计测量内阻很高的电子电位差计测量nNTC的应用设计n电子温度计、电子万年历、电子钟温度显示、电子礼品；n冷暖设备、加热恒温电器；n汽车电子温度测控电路；n温度传感器、温度仪表；n医疗电子设备、电子盥洗设备；n手机电池及充电电器。nPTC的应用设计n用恒温加热PTC热敏电阻的恒温加热原理特性，可以设计应用在直发器、发夹、发夹板、离子烫、烫发、烫发板、陶瓷烫发板、发钳、卷发器、电热梳、负离子烫发器，恒温培养箱、电子保温瓶、保温箱、保温杯、电烤箱、输液宝、医疗设备、家用电器、日用电器、小家电.等等。流体式液体加热器应用设计这是一种流体式液体加热器，液体从加热器内流过即被加热到需要的温度。用PTC元件作为发热源，具有升温速度快、恒温发热、功率自调整、热转换率高、抗水垢能力强、即使干烧也不损坏等特点。被广泛应用于家电行业各类电热器具中。2.2.热电偶及其测温原理热电偶及其测温原理（500500）（1 1）热电偶的测温原理）热电偶的测温原理：热电效应（图：热电效应（图2 21515）接触电势，温差电势。接触电势，温差电势。三点结论三点结论：1 1）电极材料相同，总电势为零；）电极材料相同，总电势为零；2 2）冷、热端温度相同，总电势为零；）冷、热端温度相同，总电势为零；3 3）电极）电极材料不同，温度相同，热电势不同材料不同，温度相同，热电势不同。（2 2）热电势的检测与第三导体定律）热电势的检测与第三导体定律(图图2 21616）当当，有第三导体定律第三导体定律：只要第三导体两接点温度相同，：只要第三导体两接点温度相同，回路中热电势不变回路中热电势不变（3 3）冷端延伸与等值替换原理）冷端延伸与等值替换原理为什么要延伸？补偿导线的作用？等值替换原理（图等值替换原理（图2 21717）等值替换的条件：等值替换的条件：热电回路的总热电势：热电回路的总热电势：因而有因而有依据依据则有则有结论：将满足 的补偿导线代替热电偶使冷端延伸，不会改变热电偶的热电势补偿导线的连接示意图补偿导线的连接示意图（4 4）标准热电偶及其补偿导线）标准热电偶及其补偿导线标准热电偶：热电势与温度的关系、允许误差、型号（分度号）按国际标准（IEC)统一规定。表表2 23 3 我国部分标准化热电偶及其补偿导线我国部分标准化热电偶及其补偿导线热电偶配套的补偿导线（绝缘层着色）分度号热电偶材料测温范围/型号正极材料负极材料长期短期S 铂铑10 铂013001600SC铜（红）铜镍（绿）B铂铑30铂铑6 016001800BC铜（红）铜（灰）K镍铬镍硅5010001300KX镍铬（红）镍硅（黑）T铜康铜200300350TX铜（红）康铜（白）（5）热电偶的冷端温度校正为什么要校正？为什么要校正？1）查表法：示例：K型热偶，测t,冷端温度测得E(t,30)=21.995mV,E(30,0)=1.203mV,经计算：E(t,0)=E(t,30)+E(30,0)=23.198m，反查分度表：t=5602)2)电桥补偿法：电桥补偿法：利用电桥某利用电桥某桥臂电阻桥臂电阻因环境温度变化产生因环境温度变化产生的附加电压的附加电压补补偿热电偶冷端温度变化引起的热电势的变化偿热电偶冷端温度变化引起的热电势的变化(图图2 21919及说明）及说明）工作原理。工作原理。示例：铂铑铂铑热偶，0100：6v/，桥臂电流为0.5mA,0.004/。全补偿的条件为：经计算：经计算：加保护套管：可延长使用寿命；但使惯性滞后加保护套管：可延长使用寿命；但使惯性滞后（1.51.54min).4min).不加为毫秒级不加为毫秒级接触式测温优点：精度高、小范围线性度与稳定性好测温范围宽（接触式测温优点：精度高、小范围线性度与稳定性好测温范围宽（50050020002000；缺点：高于；缺点：高于20002000时，不能长期使用，对运动物体的测温，不时，不能长期使用，对运动物体的测温，不能使用能使用二二 非接触式测温（辐射式测温）非接触式测温（辐射式测温）1.1.非接触式测温及其特点非接触式测温及其特点原理原理：载热体：载热体热能热能辐射能辐射能受体温度受体温度。特点特点：无媒介，无上限，测速快，对热场无干扰，用于运动物体、腐蚀：无媒介，无上限，测速快，对热场无干扰，用于运动物体、腐蚀 性介质的测温；性介质的测温；缺点缺点：测量误差大、标定难结构复杂、价格贵：测量误差大、标定难结构复杂、价格贵2.常用元件及共性常用元件及共性 高温辐射计、低温辐射计、光电温度计；：热辐射高温辐射计、低温辐射计、光电温度计；：热辐射 透镜（反射透镜（反射 镜）镜）热热电堆（热敏电阻、硅光电池）电堆（热敏电阻、硅光电池）电信号。电信号。（1 1）.高温辐射计：光学玻璃透镜高温辐射计：光学玻璃透镜（光波长（光波长0.70.71.1m1.1m）与硅光电池与硅光电池(700(700200020mV)200020mV)组成；组成；误差：误差：15001500，0.7%;0.7%;1500 1500，1%1%；响应时间响应时间1 1毫秒毫秒（2 2）.低温辐射计：锗透镜与半导体热敏电阻组成；接收低温辐射计：锗透镜与半导体热敏电阻组成；接收215m红外红外波；范围：波；范围：0200；误差：误差：1%；响应时间响应时间2毫秒，毫秒，信号需放大。信号需放大。（3 3）光电温度计：光透镜（）光电温度计：光透镜（光波长光波长0.60.62.7m2.7m ）流化铅光敏电阻；范）流化铅光敏电阻；范围：围：400400 800800；误差：误差：1%1%；响应时间响应时间1.51.5毫秒毫秒,信号需放大。信号需放大。三三.测温仪表的选用测温仪表的选用1 1.选用原则选用原则1 1）精度符合误差要求；）精度符合误差要求；2 2）操作方便、运行可靠、经济合理，统一品种与规格）操作方便、运行可靠、经济合理，统一品种与规格3 3）量程略大于实测范围）量程略大于实测范围（9090）；4 4）高温：热电偶；低温：热电阻）高温：热电偶；低温：热电阻5 5）保护套管的耐压等级管线或设备的耐压等级）保护套管的耐压等级管线或设备的耐压等级 选选用用原原则则示示意意图图2 2.2.2.2 2.2.2 典型模拟式温度变送器典型模拟式温度变送器一一.DDZ-.DDZ-型温度变送器型温度变送器1.DDZ-型温度变送器的构成及特点型温度变送器的构成及特点(图图221）说明说明:1):1)输入回路可实现热电偶冷端补偿、热电阻三线制引入、零输入回路可实现热电偶冷端补偿、热电阻三线制引入、零点调整与迁移、量程调整；点调整与迁移、量程调整；2 2）反馈回路可实现非线性校正；）反馈回路可实现非线性校正；特点特点：1 1）集成运放：可使仪表的精确性、可靠性、稳定性及技术指标符集成运放：可使仪表的精确性、可靠性、稳定性及技术指标符合国标；合国标；2 2）通用模块与专用模块相结合，使用灵活。方便；通用模块与专用模块相结合，使用灵活。方便；3 3）反馈线反馈线性化保证输入性化保证输入/输出关系的线性化；输出关系的线性化；4 4）统一集中供电，二线制接线方式；统一集中供电，二线制接线方式；5 5）采用安全火花防爆措施采用安全火花防爆措施2.3 2.3 压力的检测与变送压力的检测与变送2.3.1 2.3.1 压力的概念及其检测压力的概念及其检测一一.压力的概念压力的概念：垂直作用于单位面积上的力（：垂直作用于单位面积上的力（1Pa=1N/mm1Pa=1N/mm、换算换算:P43:P43，表，表2 24 4）1 1.差压差压(P)(P)；2.2.绝对压力绝对压力(P(Pabsabs)/)/大气压；大气压；3 3.表压表压(P(Pg g)；4.4.负压负压(P(Pv v)；二二.弹性式测压元件及原理弹性式测压元件及原理1 1.弹簧管（波登管）、多圈弹管，弹簧管（波登管）、多圈弹管，角位移角位移电信号；电信号；2 2.波纹管、波波纹管、波/簧组合簧组合提高线性度；提高线性度；3 3.膜片与膜盒膜片与膜盒2.3.2 DDZ-2.3.2 DDZ-型力矩平衡式差压型力矩平衡式差压 变送器变送器一一.原理图（原理图（2 23333）1.1.测量部分测量部分：2.2.杠杆系统的受力分析（图杠杆系统的受力分析（图2 23535）：）：、结构图（结构图（2 23434）3.位移检测放大器（位移位移检测放大器（位移/电流转换器）电流转换器）（1）检测变压器、振荡电路检测变压器、振荡电路 （图（图236）振荡器工作过程（图振荡器工作过程（图237）（2 2）放大器：）放大器：整流滤波与功整流滤波与功率放大率放大4.电磁力反馈机构电磁力反馈机构5.整机特性（图整机特性（图239）2.3.3 2.3.3 电容式差压变送器（特点、构成）电容式差压变送器（特点、构成）算法算法：2.转换放大电路（图转换放大电路（图242）1.检测部件（图检测部件（图241）作用作用：将输入差压线性地转换成两电容之差与两：将输入差压线性地转换成两电容之差与两 电容之和的比值电容之和的比值 对流量的测量与控制是实现生产过程自动化的一项重要任务。图1 水箱液位控制系统流程图2.4 流量的检测与变送流量的检测与变送2.4.1 流量的概念与检测方法流量的概念与检测方法1.流量的基本概念：流量的基本概念：2.瞬时流量（瞬时流量（单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量单位时间内流过工艺管道某截面的流体数量）;3.累积流量（累积流量（某段时间内流过工艺管道某截面的流体总量）某段时间内流过工艺管道某截面的流体总量）;(1)体积流量：体积流量：(2)重量流量：重量流量：（瞬时）（瞬时）（累积）（累积）（瞬时）（瞬时）（累积）（累积）体积、重量与质量流量体积、重量与质量流量2.4.1 流量的概念与检测方法流量的概念与检测方法(4)标准状态（标准状态（20、标准大气压）下的体积流量：、标准大气压）下的体积流量：三种流量之关系：三种流量之关系：(3)质量流量：质量流量：（瞬时）（瞬时）（累积）（累积）容积式流量计利用容积法测量流量，即以单位时间内所排出流体的固定容积数目作为依据来计算流量，如椭圆齿轮流量计、腰轮流量计、括板流量计和旋转活塞式流量计等。容积式流量计容积式流量计 速度式流量计速度式流量计 速度式流量计利用流体力学法测量流量，即以测量流体在管道内的流速作为依据来计算流量，如差压式流量计、转子流量计、电磁流量计、涡轮流量计等。(2)质量流量检测法：质量流量检测法：间接法（间接法（体积流量乘以密度体积流量乘以密度）和直接法（）和直接法（仪表直接测得仪表直接测得）。）。2.流量的检测方法流量的检测方法 (1)体积流量检测法：容积法和速度法；体积流量检测法：容积法和速度法；2.4.2 2.4.2 典型流量检测仪表典型流量检测仪表1.容积式流量计：容积式流量计：工作原理工作原理(重点重点)：当当流流体体通通过过“计计量量空空间间”时时，在在它它的的进进出出口口之之间间产产生生一一定定的的压压力力差差，其其转转动动部部分分在在压压力力差差作作用用下下产产生生旋旋转转，并并将将流流体体由由入入口口排排向向出出口口。流流体体一一次次次次充充满满“计计量量空空间间”，一一次次次次被被送送往往出出口口。由由于于“计计量量空空间间”的的体体积积是是确确定定的的，只只要要测测得得转转子子的的转转动动次次数数，就就可可以以得得到到被被测测流流体体体积的累积流量。体积的累积流量。图2 典型容积式流量计的工作过程q椭圆齿轮流量计的工作原理：椭圆齿轮流量计的工作原理：椭圆齿轮流量计的特点：椭圆齿轮流量计的特点：椭圆齿轮流量计计量精度高，适用于高粘度介质流量的测量，但不适用于含有固体颗粒的流体(固体颗粒会将齿轮卡死，以致无法测量流量)。如果被测液体介质中夹杂有气体时，也会引起测量误差。图3 椭圆齿轮流量计的原理图椭圆齿轮流量计的安装：椭圆齿轮流量计的安装：椭圆齿轮流量计在安装前应清洁管道。若液体内含有固体颗粒，则必须在管道上游加装过滤器；若含气体应安装排气装置。安装时，应使流量计的椭圆齿轮转动轴与地面平行。椭圆齿轮流量计的使用椭圆齿轮流量计的使用(难点难点)：不同型号规格的椭圆齿轮流量计对最小使用流量有一允许值，只有当实际被测流量大于该下限流量允许值时，测量精度才能得到保证。长期使用后的椭圆齿轮流量计，其内部的齿轮会被腐蚀和磨损，从而影响测量精度。椭圆齿轮流量计被测介质的温度，不能过高。否则不仅会增加测量误差，而且有使齿轮发生卡死的可能。2.速度式流量计速度式流量计(1)节流式（差压式）流量计：节流式（差压式）流量计：孔板、挡板、文丘里管孔板、挡板、文丘里管孔板孔板 差差压压式式流流量量计计结结构构简简单单、运运行行可可靠靠且且适适合合于于多多种种介介质质流流量量检检测测，是是应应用用非非常常广广泛泛的的一一类类流量测量仪表。流量测量仪表。图4 孔板前后流体的流线、流速和压力分布图不可压缩理想流体不可压缩理想流体伯努利方程：伯努利方程：流体连续性方程：流体连续性方程：当当流流体体通通过过节节流流装装置置的的节节流流孔孔时时，流流束束形形成成局局部部收收缩缩，流流速速加加快快，动动能能增增加加，静静压压降降低低，在在节节流流装装置置前前后后产产生生压压差差，根根据据伯伯努努利利方方程程和和流流体体流流动动的的连连续续性性原原理理可可得得压压差差与与流流量量之之间的关系为：间的关系为：差差压压式式流流量量计计依依据据流流体体流流动动的的节节流流原原理理，利利用用流流体体流流经经节流装置时产生的压力差来实现流量测量。节流装置时产生的压力差来实现流量测量。式中式中为收缩系数为收缩系数推得推得:修正修正:分别为流量系数和膨胀系数。分别为流量系数和膨胀系数。2.5 2.5 物位的检测与变送（液位、料位、界位）物位的检测与变送（液位、料位、界位）2.5.1 物位检测的主要方法物位检测的主要方法 1.静压式测量法静压式测量法 压力式：敞口容器；压力式：敞口容器；2.差压式：闭口容器差压式：闭口容器2.电气式测量法电气式测量法 物位变化物位变化电气参数：电阻、电容、磁场等变电气参数：电阻、电容、磁场等变化化与电容式差压变送器配合与电容式差压变送器配合标准信号。标准信号。3.声学式测量法声学式测量法；4.射线式测量法射线式测量法。2.5.2 2.5.2 典型物位检测仪表典型物位检测仪表 1.差压式液位计差压式液位计：取压口与底部同一水平线（图：取压口与底部同一水平线（图252）；）；静压式液位计测量时，其正压室与容器液相相通，负压室与容器气相相通。如果差压计的正压室取压口与起始液面 在同一水平面上。对于气动差压变送器,时，变送器输入 ,输出20kPa；时，变送器输入 ,输出100kPa。此时，差压变送器的工作特性称为无迁移。负迁移 特殊介质液位测量时，为防止容器内液体和气体进入变送器造成管路堵塞或腐蚀，并保证负压室液位稳定，在变送器与取压点之间分别装有隔离液。取压口装有隔离罐（图取压口装有隔离罐（图254）当 时，,变送器输出必然小于20kPa；时，变送器输出也小于100kPa。为使变送器输出能直观反映所测液位，必须通过调整变送器杠杆系统上迁移弹簧的拉力，用以平衡附加在负压室上的固定静压 ，使 时，输出为20kPa；时，输入 ，变送器输出仍为100kPa，即为负迁移。调整气动差压变送器杠杆系统上的迁移弹簧的拉力，用以平衡附加在正压室上的固定静压，即为正迁移。正迁移 取压口低于容器底部（图取压口低于容器底部（图253）例题 采用差压变送器测量某容器的液位，若知：被测介质密度 ，隔离液密度 ，最高液位 ，试问：差压变送器需作何种迁移？迁移量为多少？迁移后的测量 范围多大？负迁移迁移量为迁移后差压变送器的测量范围量为2.电容式液位计电容式液位计原理原理：介电常数不同：介电常数不同电容变化电容变化物位物位图图556的说明：的说明：AB为可为可调桥臂，调桥臂，DA为测量桥臂；为测量桥臂；开关开关S检查工作状况；检查工作状况；4.辐射式物位计辐射式物位计 原理：射线强度随介质厚度的增加而衰减原理：射线强度随介质厚度的增加而衰减3.超声波液位计超声波液位计换能器原理换能器原理（压电效应）：交变电场作用（压电效应）：交变电场作用下，压电晶体将电能转换成振动称逆压电下，压电晶体将电能转换成振动称逆压电效应；将振动声波转换成交变电场称正压效应；将振动声波转换成交变电场称正压电效应；电效应；发射器和接收器发射器和接收器电子装置电子装置：产生交变电信号、处理电信号：产生交变电信号、处理电信号本章结束，谢谢！本章结束，谢谢！